spartan-3器件的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)由3個(gè)層次構(gòu)成。

　　(1) 分布式存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)(distributed ram)

　　分布式存儲(chǔ)器是由clb中的查找表(lut)實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)clb可以構(gòu)成1個(gè)64×1或／1jz×2的存儲(chǔ)器，通常用來構(gòu)成小容量的片內(nèi)存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)卻有訪問速度快的特點(diǎn)，因此常用于數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)據(jù)緩存等，這些存儲(chǔ)器都可以配置成雙口的ram。如果需要用分布式存儲(chǔ)器構(gòu)成大塊的存儲(chǔ)器，則必須將多個(gè)clb級(jí)連起來。這樣訪問速度將會(huì)降低，并且還需要占用邏輯資源。

　　(2) 塊存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)(block ram)

　　塊存儲(chǔ)器是fpga內(nèi)部的專用存儲(chǔ)器模塊，通常沿芯片的垂直邊排列。spartan-3器件的塊存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)為每塊18 kb，器件型號(hào)不同塊的個(gè)數(shù)也不同，最多可提供104個(gè)塊共2.0mb的塊存儲(chǔ)器�？梢耘渲贸蓡味丝赽lock ram或完全的雙端口block ram，如圖1所示。

　　圖1 雙端口block ram結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)原型

　　block ram的各個(gè)信號(hào)定義如下。

　　clk［a／b］：block ram的a口／b口時(shí)鐘控制信號(hào)。

　　en［a／b］：block ram使能信號(hào)，當(dāng)該控制腳為低時(shí)，寫入和讀出操作無(wú)效，do［a／b］和dop［a／b］保持原有狀態(tài)。

　　we［a／b］：block ram讀／寫控制信號(hào)，當(dāng)en［a／b］控制為高時(shí)，we［a／b］＝1表示對(duì)目標(biāo)地址執(zhí)行寫操作；we［a／b］＝0表示對(duì)目標(biāo)地址執(zhí)行讀操作。

　　ssr［a／b］：block ram的置位控制信號(hào)，當(dāng)en［a／b］控制為高時(shí)，該信號(hào)有效。

　　addr［a／b］：block ram地址輸入信號(hào)。

　　di［a／b］：block ram的數(shù)據(jù)輸入。

　　dip［a／b］：block ram輸入數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)信號(hào)。

　　do［a／b］： block ram的數(shù)據(jù)輸出。

　　dop［a／b］：block ram輸出數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)信號(hào)。

　　塊存儲(chǔ)器除了實(shí)現(xiàn)單／雙端口的存儲(chǔ)器以外，還可支持?jǐn)?shù)據(jù)寬度的轉(zhuǎn)換(包括奇偶校驗(yàn)位)，可以用多個(gè)block ram組成更大深度和寬度的存儲(chǔ)單元。

　　在同時(shí)讀／寫block ram的同一地址時(shí)，有以下3種處理模式，在設(shè)計(jì)時(shí)可以用ise設(shè)計(jì)工具的模塊設(shè)計(jì)或約束設(shè)計(jì)來設(shè)置。

　　write_frjst(寫優(yōu)先)模式：在write_frist模式下同時(shí)讀／寫block ram的同一地址時(shí)，讀出的數(shù)據(jù)與寫入的數(shù)據(jù)相同，如圖2所示。

　　圖2 wite_frist模式

　　read-frist(讀優(yōu)先)模式:在該模式下,同時(shí)讀/寫blok ram的同一地址時(shí),首先將該地址所指定緩沖器的數(shù)據(jù)讀出.在寫操作時(shí)不影響該數(shù)據(jù),如圖3所示.

　　圖3 write frist模式操作

　　no_change(輸出不變)模式：在該模式下，同時(shí)讀／寫block ram的同一地址時(shí)，數(shù)據(jù)僅寫入相應(yīng)的緩沖器，而不影響輸出。輸出緩沖器保持上一次讀操作時(shí)的數(shù)據(jù)，如圖4所示。

　　圖4 no_change模式操作

　　(3) 訪問外部存儲(chǔ)器的selectlo高速接口

　　spartan-3器件的selectlo接口與dom時(shí)鐘信號(hào)一起，可以實(shí)現(xiàn)外部海量存儲(chǔ)器的高速訪問，這些接口包括sstl3－ i/ ii、sstl2-i/ ii和hstl-i/ii/iii/iv，以及iob模塊中的ddr功能。xilinx已經(jīng)提供了許多有關(guān)高速存儲(chǔ)器接口的參考設(shè)計(jì)。

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